2023届高三物理复习重难点突破专题13探究弹簧弹力与形变量的关系（原卷版）
一、选择题（每题5分，共20分）
1.弹簧的弹性系数越大，说明（）
A.弹簧越容易发生形变
B.弹簧产生的弹力越小
C.弹簧产生的弹力越大
D.弹簧的形变量越小
2.在弹性限度内，弹簧的形变量与作用力之间的关系是（）
A.线性关系
B.正比关系
C.反比关系
D.非线性关系
3.下列关于弹簧弹力的说法中，正确的是（）
A.弹簧弹力的大小与弹簧的形变量无关
B.弹簧弹力的大小与弹簧的长度有关
C.弹簧弹力的大小与弹簧的弹性系数有关
D.弹簧弹力的大小与弹簧的横截面积有关
4.在弹性限度内，弹簧的形变量越大，弹簧的弹力（）
A.越小
B.越大
C.不变
D.无法确定
二、填空题（每题5分，共20分）
1.在弹性限度内，弹簧的形变量与作用力之间的关系遵循______定律。
2.弹簧的弹性系数越大，说明弹簧越______发生形变。
3.在弹性限度内，弹簧的形变量越大，弹簧的弹力越______。
4.弹簧弹力的大小与弹簧的______和______有关。
三、计算题（每题15分，共30分）
1.一根弹簧的弹性系数为200N/m，当弹簧的形变量为0.05m时，求弹簧的弹力大小。
2.一根弹簧的弹性系数为300N/m，当弹簧的弹力为15N时，求弹簧的形变量大小。
四、实验题（每题20分，共20分）
1.设计一个实验方案，探究弹簧弹力与形变量的关系。要求写出实验步骤、所需器材以及需要测量的物理量。
五、简答题（每题15分，共15分）
1.简述弹簧弹力与形变量之间的关系，并解释其物理原理。
六、综合题（每题20分，共20分）
1.一根弹簧的弹性系数为400N/m，当弹簧的形变量为0.1m时，求弹簧的弹力大小。然后，当弹簧的形变量增加到0.15m时，求弹簧的弹力大小。比较两次弹力的大小，并解释原因。
2.设计一个实验方案，探究弹簧弹力与形变量的关系。要求写出实验步骤、所需器材以及需要测量的物理量。然后，根据实验数据，绘制弹簧弹力与形变量的关系图，并分析图象的特点。
七、开放性题（每题25分，共25分）
1.弹簧弹力与形变量的关系在日常生活中有哪些应用？请举例说明，并解释其物理原理。
2.弹簧弹力与形变量的关系在科技领域有哪些应用？请举例说明，并解释其物理原理。
一、选择题
1.C
2.B
3.C
4.B
二、填空题
1.胡克定律
2.困难
3.大
4.弹性系数、形变量
三、计算题
1.弹力F=kx=200N/m×0.05m=10N
2.形变量x=F/k=15N/300N/m=0.05m
四、实验题
实验方案：
1.器材：弹簧、砝码、铁架台、刻度尺、天平
2.步骤：
a.将弹簧悬挂在铁架台上，用刻度尺测量弹簧的原长。
b.逐渐增加砝码，记录每次增加砝码后弹簧的长度。
c.计算每次增加砝码后弹簧的形变量（弹簧长度减去原长）。
d.用天平测量每个砝码的质量，计算每次增加的砝码总质量。
e.绘制弹簧弹力与形变量的关系图。
3.测量物理量：弹簧长度、砝码质量
五、简答题
弹簧弹力与形变量之间的关系遵循胡克定律，即在弹性限度内，弹簧的弹力与形变量成正比。物理原理是弹簧的形变储存了弹性势能，当形变恢复时，弹性势能转化为弹力。
六、综合题
1.弹力F1=kx1=400N/m×0.1m=40N
弹力F2=kx2=400N/m×0.15m=60N
原因：弹力与形变量成正比，形变量增加，弹力也增加。
2.实验步骤、器材和测量物理量同四（2）。
弹力与形变量的关系图象为一条过原点的直线，斜率为弹簧的弹性系数。
七、开放性题
1.应用：弹簧秤、弹性玩具、减震器等。原理是利用弹簧的弹力与形变量成正比的关系，通过测量形变量来计算力的大小或通过形变来吸收或释放能量。
2.应用：弹簧继电器、弹簧测力计、汽车悬挂系统等。原理同上，通过弹簧的弹力与形变量的关系来实现力的传递、测量或控制。
1.胡克定律：弹簧的弹力与形变量成正比。
2.弹性系数：反映弹簧硬度的物理量，与弹簧材料和结构有关。
3.实验设计：掌握基本实验步骤，了解实验器材和测量物理量。
4.图象分析：通过绘制弹力与形变量的关系图，理解其线性关系。
5.应用拓展：了解弹簧弹力与形变量关系在实际生活和科技领域的应用。